- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
氧化铁俗称铁红，可用于水泥制件、橡胶制品、塑料制品的着色，在工业上有广泛的用途，某工厂采用生产钛白粉的下脚料（含大量FeSO4的废液）为原料来制备氧化铁，如图所示．
已知煅烧过程中的化学反应方程式为：FeCO3
（1）向下脚料废液中加入铁皮的作用是（用有关的离子方程式表示）______．
（2）加入20%H2SO4的作用是______．
（3）浓缩结晶后得到的晶体是______（填化学式），A中所含的离子除H+、OH-、NH4+外，还含有大量的______，检验该离子的方法是______．
（4）写出步骤“合成”中发生的化学变化（用化学方程式表示）______．
正确答案
解：下脚料中含有硫酸亚铁，向稀硫酸、铁片发生反应生成硫酸亚铁，且稀硫酸能抑制硫酸亚铁水解，然后向溶液中加入絮凝剂和水，得到吸附杂质的絮凝剂，然后过滤得到滤液，浓缩结晶滤液，得到FeSO4•7H2O，然后向溶液中加入碳酸氢铵，发生的反应为FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（ NH4）2 SO4+CO2↑+H2O，然后洗涤过滤得到A，滤液A为（NH4）2 SO4，碳酸铁煅烧生成三氧化二铁．
（1）铁皮可将三价铁转化为二价铁，离子方程式2Fe3++Fe→3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe→3Fe2+；
（2）硫酸亚铁为强酸弱碱盐，水解显酸性，所以要保存硫酸亚铁不变质，应加入硫酸和铁，硫酸作用Fe2+抑制的水解，铁皮的作用防止Fe3+的氧化，故答案为：抑制FeSO4水解；
（3）浓缩结晶滤液，得到FeSO4•7H2O，滤液A为（NH4）2 SO4，加盐酸酸化的BaCl2溶液，如有白色沉淀生成，表示溶液中含有SO42-，故答案为：FeSO4•7H2O；SO42-；加盐酸酸化的BaCl2溶液，如有白色沉淀生成，表示溶液中含有SO42-；
（4）硫酸亚铁与碳酸氢铵反应生成碳酸铁、硫酸铵和二氧化碳、水，化学方程式：FeSO4+2NH4HCO3→FeCO3↓+（ NH4）2 SO4+CO2↑+H2O；
故答案为：FeSO4+2NH4HCO3→FeCO3↓+（ NH4）2 SO4+CO2↑+H2O．
解析
解：下脚料中含有硫酸亚铁，向稀硫酸、铁片发生反应生成硫酸亚铁，且稀硫酸能抑制硫酸亚铁水解，然后向溶液中加入絮凝剂和水，得到吸附杂质的絮凝剂，然后过滤得到滤液，浓缩结晶滤液，得到FeSO4•7H2O，然后向溶液中加入碳酸氢铵，发生的反应为FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（ NH4）2 SO4+CO2↑+H2O，然后洗涤过滤得到A，滤液A为（NH4）2 SO4，碳酸铁煅烧生成三氧化二铁．
（1）铁皮可将三价铁转化为二价铁，离子方程式2Fe3++Fe→3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe→3Fe2+；
（2）硫酸亚铁为强酸弱碱盐，水解显酸性，所以要保存硫酸亚铁不变质，应加入硫酸和铁，硫酸作用Fe2+抑制的水解，铁皮的作用防止Fe3+的氧化，故答案为：抑制FeSO4水解；
（3）浓缩结晶滤液，得到FeSO4•7H2O，滤液A为（NH4）2 SO4，加盐酸酸化的BaCl2溶液，如有白色沉淀生成，表示溶液中含有SO42-，故答案为：FeSO4•7H2O；SO42-；加盐酸酸化的BaCl2溶液，如有白色沉淀生成，表示溶液中含有SO42-；
（4）硫酸亚铁与碳酸氢铵反应生成碳酸铁、硫酸铵和二氧化碳、水，化学方程式：FeSO4+2NH4HCO3→FeCO3↓+（ NH4）2 SO4+CO2↑+H2O；
故答案为：FeSO4+2NH4HCO3→FeCO3↓+（ NH4）2 SO4+CO2↑+H2O．
二氯化二硫（S2Cl2）在工业上用于橡胶的硫化．为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：
①将干燥的氯气在110℃～140℃与硫反应，即可得S2Cl2粗品．
②有关物质的部分性质如下表：
设计实验装置图如下：
（1）上图中尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见______．利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：
（2）B中反应的离子方程式______．
（3）C中的试剂是______．F的作用是______．
（4）如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响是______，在F中可能出现的现象是______．
（5）为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和______．
正确答案
在G和H之间增加干燥装置
MnO2+4H++2Cl-
饱和食盐水
导气、冷凝
产率降低（或S2Cl2分解
有固体产生
控制浓盐酸的滴速不要过快
解析
解：（1）①G收集产品，H中氢氧化钠溶液中水蒸气易挥发，进入G中，易使S2Cl2水解．在G和H之间增加干燥装置．
②若B中气压过大，A中浓盐酸不容易滴下，A与B之间应接一根导管，使A与B内气压相平衡，浓盐酸在重力作用下顺利滴入烧瓶．故答案为：在G和H之间增加干燥装置．
（2）用固液加热的方法制Cl2，常用浓盐酸和二氧化锰反应制取，反应离子方程式为MnO2+4H++2Cl-
故答案为：MnO2+4H++2Cl-
（3）氯气中氯化氢用饱和食盐水吸收，用浓硫酸干燥，先除氯化氢，后干燥．故C中试剂饱和食盐水（或水）．F导管较长有两个作用：导出产品和冷凝产品．导气、冷凝．
故答案为：饱和食盐水；导气、冷凝．
（4）产品热稳定性差，温度过高，产品部分生成了二氯化硫，产率偏低．根据硫的熔点和沸点知，温度过高，使部分硫变成蒸汽，而硫的熔点较低，易凝固，导致堵塞F管．
故答案为：产率降低（或S2Cl2分解）；有固体产生．
（5）由信息可知，可能因温度、水蒸气因素引入HCl，S，SO2，SCl2杂质．若滴加盐酸过快，部分水蒸气没有被硫酸吸收，导入E管中．故应控制浓盐酸的滴速不要过快．
故答案为：控制浓盐酸的滴速不要过快．
硫酸亚锡（SnSO4）是一种重要的能溶于水的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业．某研究小组设计SnSO4制备路线如下：
查阅资料：
I．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化．
Ⅱ．SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡[Sn（OH）Cl]
回答下列问题：
（1）操作l的步骤为______、______、过滤、洗涤、干燥．对沉淀进行洗涤的方法是______．
（2）SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，请结合必要的化学方程式用平衡移动原理解释原因：______．
（3）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH；②______．
（4）酸性条件下，SnS04还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是：______．
（5）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：取ag锡粉溶于盐酸中，向生成的SnC12中加入过量的FeC13溶液，用b mol/L K2Cr2O7滴定生成的Fe2+（已知酸性环境下，Cr2O72-可被还原为Cr3+），共用去K2Cr207溶液m mL．则锡粉中锡的质量分数是______．（Sn的摩尔质量为M g/mol，用含a、b、m、M的代数式表示）
正确答案
解：（1）由流程图可知，操作Ⅰ是从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到，沉淀的洗涤方法：将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次；
（2）由信息可知，SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡Sn Cl2+H2O⇌Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解，
故答案为：SnCl2水解，发生SnCl2+H2O⇌Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解；
（3）由信息可知，Sn2+易被氧化，加入Sn粉除调节溶液pH外，还防止Sn2+被氧化；
故答案为：防止Sn2+被氧化；
（4）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，双氧水有强氧化性，将Sn2+易被氧化为Sn4+，自身被还原为水，离子方程式为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O，
故答案为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O；
（5）令锡粉中锡的质量分数为x，则：
Sn～Sn2+～2Fe3+～2Fe2+～
Mg 
a×x bmol/L×
解得x=
故答案为：
解析
解：（1）由流程图可知，操作Ⅰ是从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到，沉淀的洗涤方法：将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；将沉淀置于漏斗中，让蒸馏水浸没沉淀，使水自然流下，重复操作2-3次；
（2）由信息可知，SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡Sn Cl2+H2O⇌Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解，
故答案为：SnCl2水解，发生SnCl2+H2O⇌Sn（OH）Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解；
（3）由信息可知，Sn2+易被氧化，加入Sn粉除调节溶液pH外，还防止Sn2+被氧化；
故答案为：防止Sn2+被氧化；
（4）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，双氧水有强氧化性，将Sn2+易被氧化为Sn4+，自身被还原为水，离子方程式为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O，
故答案为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O；
（5）令锡粉中锡的质量分数为x，则：
Sn～Sn2+～2Fe3+～2Fe2+～
Mg
a×x bmol/L×
解得x=
故答案为：
已知（Mr=122）（Mr=150）
苯甲酸在100℃会迅速升华．
实验步骤如下：
①在100mL圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇（过量）、20mL环己烷，以及4mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按图所示装好仪器，并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口，控制温度在65～70℃加热回流2h．反应时环己烷-乙醇-水会形成“共沸物”（沸点62.6℃）蒸馏出来．在反应过程中，通过分水器下部的旋塞分出生成的水，注意保持分水器中水层液面原来的高度，使油层尽量回到圆底烧瓶中．
②反应结束，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞．继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热．
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液呈中性．
④用分液漏斗分出有机层，水层用25mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层．加入氯化钙，对粗产物进行蒸馏（装置如图所示），低温蒸出乙醚后，继续升温，接收210～213℃的馏分．
⑤检验合格，测得产品体积为12.86mL．
回答下列问题：
（1）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是______．
（2）反应结束的标志______．
（3）步骤②中应控制馏分的温度在______．
A．65～70℃B．78～80℃C．85～90℃D．215～220℃
（4）若Na2CO3加入不足，在步骤④蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是______．
（5）关于步骤④中的分液操作叙述正确的是______．
A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞．将分液漏斗倒转过来，用力振摇
B．振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C．经几次振摇并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D．放出液体时，需将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
（6）蒸馏时所用的玻璃仪器除了酒精灯、冷凝管、接收器、锥形瓶外还有______．
（7）该实验的产率为______．
正确答案
解：（1）分离器分离出生成的水，减少生成物从而使该反应向正反应方向移动，提高转化率；故答案为：分离产生的水，使平衡向正反应方向移动，提高转化率；（2）当该反应完成后，就不再生成水，则加热回流至分水器中水位不再上升，故答案为：分水器中的水层不再增加时，视为反应的终点；
（3）温度低于苯甲酸乙酯的沸点时，苯甲酸乙酯不被蒸馏出，要使苯甲酸乙酯不被蒸馏出，则温度应低于苯甲酸乙酯的沸点，所以温度应低于212.6℃，但要使乙醇和环己烷蒸馏出，所以温度应高于乙醇和环己烷的沸点80.8，故答案为：C；
（4）白烟是固体小颗粒，因为苯甲酸在100℃会迅速升华，所以可能是苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，加热升华产生白烟，故答案为：苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，在受热至100℃时发生升华；
（5）分流漏斗的使用方法，必须将水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞．将分液漏斗倒转过来，用力振摇，而且放出液体时，需将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，只有这样液体才能顺利流下，故选：A D；
（6）蒸馏时所用的玻璃仪器有酒精灯、冷凝管、接收器、锥形瓶、蒸馏烧瓶、温度计，故答案为：蒸馏烧瓶，温度计；
（7）12.20g苯甲酸的物质的量为：
解析
解：（1）分离器分离出生成的水，减少生成物从而使该反应向正反应方向移动，提高转化率；故答案为：分离产生的水，使平衡向正反应方向移动，提高转化率；（2）当该反应完成后，就不再生成水，则加热回流至分水器中水位不再上升，故答案为：分水器中的水层不再增加时，视为反应的终点；
（3）温度低于苯甲酸乙酯的沸点时，苯甲酸乙酯不被蒸馏出，要使苯甲酸乙酯不被蒸馏出，则温度应低于苯甲酸乙酯的沸点，所以温度应低于212.6℃，但要使乙醇和环己烷蒸馏出，所以温度应高于乙醇和环己烷的沸点80.8，故答案为：C；
（4）白烟是固体小颗粒，因为苯甲酸在100℃会迅速升华，所以可能是苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，加热升华产生白烟，故答案为：苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，在受热至100℃时发生升华；
（5）分流漏斗的使用方法，必须将水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞．将分液漏斗倒转过来，用力振摇，而且放出液体时，需将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，只有这样液体才能顺利流下，故选：A D；
（6）蒸馏时所用的玻璃仪器有酒精灯、冷凝管、接收器、锥形瓶、蒸馏烧瓶、温度计，故答案为：蒸馏烧瓶，温度计；
（7）12.20g苯甲酸的物质的量为：
醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法．实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下：
NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4 ①
R-OH+HBr⇌R-Br+H2O ②
可能存在的副反应有：醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚，Br-被浓硫酸氧化为Br2等．有关数据列表如下；
请回答下列问题：
（1）在溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中，下列仪器最不可能用到的是______．（填字母）
a．圆底烧瓶 b．量筒 c．锥形瓶 d．布氏漏斗
（2）溴代烃的水溶性______（填“大于”、“等于”或“小于”）相应的醇；其原因是______
______．
（3）将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在______（填“上层”、“下层”或“不分层”）．
（4）制备操作中，加入的浓硫酸必须进行稀释，其目的是______．（填字母）
a．减少副产物烯和醚的生成 b．减少Br2的生成
c．减少HBr的挥发 d．水是反应的催化剂
（5）欲除去溴代烷中的少量杂质Br2，下列物质中最适合的是______．（填字母）
a．NaI b．NaOH c．NaHSO3 d．KCl
（6）在制备溴乙烷时，采用边反应边蒸出产物的方法，其有利于______；但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物，其原因是______．
正确答案
解：（1）布氏漏斗主要用于抽滤操作，即有晶体析出时，但溴乙烷和一溴丁烷均不是晶体，则无需使用，故答案为：d；
（2）醇能和水形成氢键的物质而易溶于水，溴代烃和水不反应也不能和水形成氢键，所以溴代烃的水溶性小于相应的醇，
故答案为：小于；醇分子可与水分子形成氢键，溴代烃分子不能与水分子形成氢键；
（3）1-溴丁烷和水不能形成氢键所以不易溶于水，且密度大于水，所以将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在下层，
故答案为：下层；
（4）a．浓硫酸和1-丁醇反应发生副反应消去反应生成烯烃、分子间脱水反应生成醚，稀释后不能发生类似反应减少副产物烯和醚的生成，故a正确；
b．浓硫酸具有强氧化性能将溴离子氧化为溴单质，稀释浓硫酸后能减少Br2的生成，故b正确；
c．反应需要溴化氢和1-丁醇反应，浓硫酸溶解溶液温度升高，使溴化氢挥发，稀释后减少HBr的挥发，故c正确；
d．水是产物不是反应的催化剂，故d错误；
故选abc；
（5）欲除去溴代烷中的少量杂质Br2，
a．NaI和溴单质反应，但生成的碘单质会混入，故a错误；
b．溴单质和氢氧化钠反应，溴代烷也和NaOH溶液中水解反应，故b错误；
c．溴单质和NaHSO3 溶液发生氧化还原反应，可以除去溴单质，故c正确；
d．KCl不能除去溴单质，故d错误；
故答案为：c；
（6）根据题给信息知，乙醇和溴乙烷的沸点相差较大，采用边反应边蒸出产物的方法，可以使平衡向生成溴乙烷的方向移动，而1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小，若边反应边蒸馏，会有较多的正丁醇被蒸出，所以不能边反应边蒸出产物，
故答案为：平衡向生成溴乙烷的方向移动；1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差不大．
解析
解：（1）布氏漏斗主要用于抽滤操作，即有晶体析出时，但溴乙烷和一溴丁烷均不是晶体，则无需使用，故答案为：d；
（2）醇能和水形成氢键的物质而易溶于水，溴代烃和水不反应也不能和水形成氢键，所以溴代烃的水溶性小于相应的醇，
故答案为：小于；醇分子可与水分子形成氢键，溴代烃分子不能与水分子形成氢键；
（3）1-溴丁烷和水不能形成氢键所以不易溶于水，且密度大于水，所以将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在下层，
故答案为：下层；
（4）a．浓硫酸和1-丁醇反应发生副反应消去反应生成烯烃、分子间脱水反应生成醚，稀释后不能发生类似反应减少副产物烯和醚的生成，故a正确；
b．浓硫酸具有强氧化性能将溴离子氧化为溴单质，稀释浓硫酸后能减少Br2的生成，故b正确；
c．反应需要溴化氢和1-丁醇反应，浓硫酸溶解溶液温度升高，使溴化氢挥发，稀释后减少HBr的挥发，故c正确；
d．水是产物不是反应的催化剂，故d错误；
故选abc；
（5）欲除去溴代烷中的少量杂质Br2，
a．NaI和溴单质反应，但生成的碘单质会混入，故a错误；
b．溴单质和氢氧化钠反应，溴代烷也和NaOH溶液中水解反应，故b错误；
c．溴单质和NaHSO3 溶液发生氧化还原反应，可以除去溴单质，故c正确；
d．KCl不能除去溴单质，故d错误；
故答案为：c；
（6）根据题给信息知，乙醇和溴乙烷的沸点相差较大，采用边反应边蒸出产物的方法，可以使平衡向生成溴乙烷的方向移动，而1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小，若边反应边蒸馏，会有较多的正丁醇被蒸出，所以不能边反应边蒸出产物，
故答案为：平衡向生成溴乙烷的方向移动；1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差不大．
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